Dárek od vzdálených příbuzných

Genetická informace je naše dědictví po předcích, takže příliš velký nos máme po dědovi Rudolfovi a sklon k tloušťce můžeme jednoznačně svádět na babičku Libušku, stejně jako veselou náturu. U rostlin je to samozřejmě podobné, jen se jedná o jiné znaky, například suchomázdřité listeny, žláznaté chlupy nebo odolnost proti suchu. Někdy však genetici najdou v dědičné informaci stopy po genetické informaci od vzdálených příbuzných – jak je to možné?

Moderní genetické metody dovolují manipulace s genomem a jeho úpravy. Toho se například používá u geneticky modifikovaných plodin, do kterých se uměle vnese například gen z jiného organismu, který udělá rostlinu odpudivou pro její škůdce. Takové vnesení genu však umí i příroda sama, bez našeho přičinění, jen jeho vliv na vlastnosti rostliny je náhodný a v případě, že rostlině neškodí nebo je dokonce užitečný, tak si ho ponechá.

Naši kolegové pod vedením Václava Mahelky našli v genomu ječmene (trávy podčeledi Pooideae) genetickou informaci, která odpovídá vzdáleným příbuzným z podčeledi Panicoideae, kam patří např. proso nebo kukuřice. Součástí této informace byly i geny kódující bílkoviny. Jak se cizí kousek genomu do ječmene dostal, nevíme, ale mohlo se to stát pomocí nějakého vektoru, například viru. Stejně tak nevíme, jakou funkci kódované bílkoviny v životě ječmene hrají. Jsme však na stopě zajímavého příběhu, jehož poznání by nám mohlo pomoci pochopit evoluci ječmene.

 

Hordeum comosum z And je druhem ječmene s cizí DNA původem z panikoidních trav. Foto Frank Blattner.
Hordeum comosum z And je druhem ječmene s cizí DNA původem z panikoidních trav. Foto Frank Blattner.

Fragment cizorodé DNA na chromozomech ječmenů lze zobrazit pod mikroskopem (zelené šipky). Foto David Kopecký.
Fragment cizorodé DNA na chromozomech ječmenů lze zobrazit pod mikroskopem (zelené šipky). Foto David Kopecký.

 

Mahelka, V., Krak, K., Fehrer, J., Caklová, P., Nagy Nejedlá, M., Čegan, R., Kopecký, D., Šafář, J. 2021. A Panicum-derived chromosomal segment captured by Hordeum a few million years ago preserves a set of stress-related genes. Plant Journal 105: 1141-1164.

 

DOI: 10.1111/tpj.15192

Kontaktní osoba: Václav Mahelka (vaclav.mahelka@ibot.cas.cz)

Pro blog Botanického ústavu napsala Jitka Klimešová.

K článku vydal Botanický ústav také tiskovou zprávu.